Việc tự xây dựng và cấu hình router kiêm tường lửa OPNsense hoặc pfSense cho mạng gia đình có thể là một trải nghiệm vô cùng bổ ích đối với những ai đam mê công nghệ. Gần đây, tôi đã biến đổi một chiếc NAS Ugreen DXP4800 Plus thành một thiết bị OPNsense chuyên dụng, và kết quả thực sự đáng kinh ngạc, phần lớn nhờ vào chất lượng phần cứng vượt trội của chiếc NAS này. Trong quá trình đó, tôi đã tìm hiểu rất nhiều về các thành phần thiết yếu và nhanh chóng nhận ra có những yêu cầu phần cứng mà bạn đơn giản là không nên tiết kiệm. Mặc dù mỗi thiết lập mạng sẽ có sự khác biệt, nhưng vẫn có những yếu tố chung cần được ưu tiên hàng đầu khi bạn tự lắp ráp tường lửa OPNsense hoặc pfSense của riêng mình. Dưới đây là những thành phần phần cứng tuyệt đối không thể bỏ qua, lý do tại sao chúng lại quan trọng đến vậy, và cách lựa chọn đúng linh kiện sẽ cải thiện đáng kể trải nghiệm mạng của bạn.
1. Card Mạng (NIC) Chất Lượng Cao: Nền Tảng Của Mọi Kết Nối
Tầm quan trọng của NIC và vấn đề Driver
Việc đảm bảo bạn sở hữu những card mạng (NIC – Network Interface Cards), hay còn gọi là bộ điều khiển giao diện mạng, chất lượng cao là yếu tố quan trọng nhất cần lưu ý khi tự xây dựng router. Không chỉ vì tất cả các kết nối của bạn cuối cùng sẽ đi qua các card này, mà bạn còn cần phải tìm hiểu về các driver thực tế mà chúng sử dụng. Không phải tất cả các NIC đều có driver tương thích với FreeBSD – hệ điều hành cơ bản của OPNsense và pfSense. Đó là lý do tại sao hệ thống OPNsense của tôi được ảo hóa trong Proxmox, cho phép tôi tận dụng các driver Linux. Đây cũng là một khía cạnh khác cần cân nhắc: đôi khi, driver trên Linux có thể mang lại hiệu suất tốt hơn tùy thuộc vào NIC của bạn, nghĩa là ngay cả khi chúng được hỗ trợ trên FreeBSD, bạn vẫn có thể đạt được hiệu suất tổng thể tốt hơn bằng cách ảo hóa máy chủ OPNsense hoặc pfSense của mình.
Tránh Realtek, ưu tiên Intel và các trường hợp đặc biệt
Lời khuyên quan trọng nhất ở đây là tuyệt đối tránh xa các NIC của Realtek. Card mạng Intel là tiêu chuẩn vàng trong ngành, nhưng bạn vẫn cần nghiên cứu để tìm ra loại phù hợp nhất với nhu cầu của mình. Chiếc NAS Ugreen tôi sử dụng có hai NIC riêng biệt: một là Intel I226-V 2.5GbE và cái còn lại là Aquantia AQC113 10GbE. NIC Aquantia sau này không có driver FreeBSD gốc, trong khi NIC Intel I226-V, dù là Intel, cũng đã từng gặp vấn đề trong quá khứ với tình trạng mất kết nối không liên tục trên các bo mạch chủ dòng 700. Cá nhân tôi chưa gặp phải những vấn đề đó, nhưng trải nghiệm của bạn có thể khác. Dù sao đi nữa, hãy đảm bảo bạn chọn đúng NIC cho công việc, đặc biệt nếu bạn muốn có kết nối đa gigabit giữa các thiết bị của mình, hoặc bạn có đường truyền internet đa gigabit.
Card mạng Intel 10GbE hiệu suất cao cho hệ thống OPNsense/pfSense
2. Dung Lượng RAM Lớn Hơn, Không Phải Tốc Độ RAM Nhanh Hơn
Vai trò của RAM trong OPNsense/pfSense
Khi xây dựng router và tường lửa, ưu tiên hàng đầu nên là dung lượng RAM lớn hơn thay vì RAM có tốc độ nhanh hơn. Ít nhất là trong trường hợp của OPNsense, bộ nhớ đệm (caching) được sử dụng rất nhiều, điều đó có nghĩa là dữ liệu được lưu trữ trong RAM để tham chiếu trong tương lai. Khi RAM đầy, hệ thống sẽ chuyển sang sử dụng bộ nhớ swap, vốn chậm hơn rất nhiều và sẽ ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất, hơn hẳn sự khác biệt giữa RAM chậm và RAM nhanh.
Ví dụ thực tế và khuyến nghị
Để minh họa điều này, chúng ta có thể xem xét loại bộ nhớ được sử dụng trong các thiết bị doanh nghiệp được xây dựng với mục tiêu triển khai các hệ thống như OPNsense. Chính công ty OPNsense cũng bán phần cứng chính thức để triển khai hệ thống của riêng bạn, và các tùy chọn RAM của họ bắt đầu từ DDR3, loại đã khá lỗi thời vào thời điểm hiện tại. Tuy nhiên, khi triển khai các tường lửa phức tạp như Suricata và ZenArmor, bạn có thể sẽ thấy hệ thống của mình sử dụng rất nhiều RAM mà bạn cung cấp. Ngay cả trong trường hợp của tôi, chỉ với 4GB RAM được phân bổ cho OPNsense, tôi đã sử dụng đến 3.3GB trong số đó chỉ với vài dịch vụ bổ sung được triển khai.
3. Hiệu Suất CPU Đơn Luồng Là Yếu Tố Then Chốt
Tối ưu cho VPN, IDS/IPS và PPPoE
Nếu bạn có kết nối PPPoE, hoặc bạn có kế hoạch sử dụng VPN hay các hệ thống phát hiện/ngăn chặn xâm nhập (IDS/IPS), thì hiệu suất CPU đơn luồng sẽ rất quan trọng. Đối với PPPoE, bạn có thể cải thiện hiệu suất bằng cách ảo hóa OPNsense hoặc pfSense, vì máy chủ dựa trên Linux sau đó sẽ chuyển tiếp các gói tin qua cầu nối ảo, và máy ảo có thể xử lý các gói tin đến đó trên tất cả các lõi. Đối với các mục đích sử dụng khác, hiệu suất đơn luồng rất quan trọng vì các luồng dữ liệu nhất quán sẽ được giữ trên một lõi tại một thời điểm, điều này có thể đảm bảo thứ tự gói tin nghiêm ngặt cho các giao thức yêu cầu điều đó.
Lựa chọn CPU phù hợp
Để làm rõ, bạn không cần phải đầu tư quá nhiều, và CPU bạn cần sẽ phụ thuộc vào khả năng kết nối internet của bạn. Tôi có kết nối FTTH gigabit, và với bộ vi xử lý Pentium Gold 8505 của mình, tôi hoàn toàn có thể sử dụng hết băng thông đó mà không gặp bất kỳ vấn đề gì. Điều đó không có nghĩa là bạn cần chi hàng trăm đô la cho một CPU tuyệt vời với hiệu suất đơn luồng xuất sắc, nhưng bạn cần đảm bảo mình có được CPU phù hợp. Tốc độ xung nhịp (clock speed) và IPC (Instructions Per Cycle) sẽ quan trọng hơn rất nhiều so với số lượng lõi CPU riêng lẻ trong hầu hết các trường hợp sử dụng cá nhân.
4. Đủ Số Cổng Kết Nối Để Tối Ưu Tiện Ích
Hạn chế của Router ISP và nhu cầu cổng kết nối
Mặc dù router thông thường của nhà cung cấp dịch vụ internet (ISP) sẽ thiếu sót ở nhiều khía cạnh quan trọng, nhưng thường có một điểm mà chúng không thiếu, đó là số lượng cổng kết nối. Nhược điểm của việc sử dụng NAS Ugreen trong trường hợp của tôi là nó chỉ có hai cổng Ethernet: một kết nối với thiết bị đầu cuối mạng quang (ONT) của tôi (để kết nối với ISP) và cổng còn lại kết nối với một bộ chuyển mạch mạng (network switch). Bộ chuyển mạch này cung cấp cho tôi các cổng để phân phối kết nối đến các thiết bị khác, nhưng sẽ tiện lợi hơn nếu có nhiều cổng hơn trực tiếp từ thiết bị chạy OPNsense.
Giải pháp và khuyến nghị
Để làm rõ, đây không phải là vấn đề lớn trong bức tranh tổng thể. Số lượng cổng tối thiểu cần thiết là hai, và miễn là giao diện LAN của bạn có thể kết nối với một switch để phân phối kết nối đó đến các thiết bị khác, thì điều đó là ổn. Bạn chỉ cần lưu ý rằng bạn sẽ cần một cách để kết nối với nhiều hơn một thiết bị, vì vậy hãy đảm bảo rằng bạn có nhiều cổng hơn hoặc mua một bộ chuyển mạch mạng (switch) được quản lý hoặc không quản lý. Bộ chuyển mạch của tôi là một TP-Link SG108 đơn giản, không quản lý.
Router TP-Link với nhiều cổng Ethernet, hỗ trợ kết nối mạng gia đình
Không cần phải đầu tư quá đà
Đối với hầu hết các kết nối internet cấp độ tiêu dùng, bạn không cần phần cứng quá “khủng” để quản lý một vài thiết bị. Ngay cả trong trường hợp của tôi, tôi có 8GB RAM DDR5, và tôi quan tâm đến việc có bao nhiêu RAM hơn là tốc độ của nó. Còn về tốc độ xử lý thực tế, Pentium Gold 8505 hoạt động hoàn hảo trên kết nối gigabit của tôi. Bạn không cần phải lo lắng quá nhiều, chỉ cần đảm bảo rằng bạn có được phần cứng phù hợp cho nhu cầu sử dụng của mình. Hãy cân nhắc kỹ lưỡng các yếu tố trên để xây dựng một hệ thống mạng gia đình hiệu quả và đáng tin cậy.
